package com.c2b.algorithm.leetcode.hot100;

import java.util.*;

/**
 * <a href="https://leetcode.cn/problems/combination-sum/">组合总和</a>
 * <p>
 * 给你一个<b>无重复元素</b>的整数数组 candidates 和一个目标整数 target ，找出 candidates 中可以使数字和为目标数 target 的 所有 不同组合 ，并以列表形式返回。你可以按任意顺序 返回这些组合。
 * candidates 中的 同一个 数字可以 无限制重复被选取 。如果至少一个数字的被选数量不同，则两种组合是不同的。
 * 对于给定的输入，保证和为 target 的不同组合数少于 150 个。
 * </p>
 * <pre>
 * 示例 1：
 *      输入：candidates = [2,3,6,7], target = 7
 *      输出：[[2,2,3],[7]]
 *      解释：
 *          2 和 3 可以形成一组候选，2 + 2 + 3 = 7 。注意 2 可以使用多次。
 *          7 也是一个候选， 7 = 7 。
 *          仅有这两种组合。
 *
 * 示例 2：
 *      输入: candidates = [2,3,5], target = 8
 *      输出: [[2,2,2,2],[2,3,3],[3,5]]
 *
 * 示例 3：
 *      输入: candidates = [2], target = 1
 *      输出: []
 * </pre>
 * <b>提示：</b>
 * <li>1 <= candidates.length <= 30</li>
 * <li>2 <= candidates[i] <= 40</li>
 * <li>candidates 的所有元素 互不相同</li>
 * <li>1 <= target <= 40</li>
 *
 * @author c2b
 * @since 2023/4/19 13:54
 */
public class Hot039CombinationSum_M {
    /**
     * 回溯
     */
    public List<List<Integer>> combinationSum(int[] candidates, int target) {
        List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();
        if (candidates.length == 0) {
            return result;
        }
        Deque<Integer> path = new LinkedList<>();
        search(candidates, 0, target, path, result);
        return result;
    }

    /**
     * 剪枝
     */
    public List<List<Integer>> combinationSum2(int[] candidates, int target) {
        List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();
        if (candidates.length == 0) {
            return result;
        }
        Arrays.sort(candidates);
        Deque<Integer> path = new LinkedList<>();
        search2(candidates, 0, target, path, result);
        return result;
    }

    /**
     * 查找符合条件的数
     *
     * @param candidates 候选数组
     * @param startPoint 搜索起点
     * @param target     每减去一个元素，目标值变小
     * @param path       从根结点到叶子结点的路径，是一个栈
     * @param result     结果集列表
     * @author c2b
     * @since 2023/4/24 9:18
     */
    public void search(int[] candidates, int startPoint, int target, Deque<Integer> path, List<List<Integer>> result) {
        // target小于0，没有符合条件的数
        if (target < 0) {
            return;
        }
        // target==0，找到一组，进行汇总
        if (target == 0) {
            result.add(new ArrayList<>(path));
        }
        for (int i = startPoint; i < candidates.length; i++) {
            path.addLast(candidates[i]);
            // 由于每一个元素可以重复使用，下一轮搜索的起点依然是 i
            search(candidates, i, target - candidates[i], path, result);
            path.removeLast();
        }
    }


    /**
     * 查找符合条件的数
     *
     * @param candidates 候选数组
     * @param startPoint 搜索起点
     * @param target     每减去一个元素，目标值变小
     * @param path       从根结点到叶子结点的路径，是一个栈
     * @param result     结果集列表
     * @author c2b
     * @since 2023/4/24 9:18
     */
    public void search2(int[] candidates, int startPoint, int target, Deque<Integer> path, List<List<Integer>> result) {
        // 由于进入更深层的时候，小于 0 的部分被剪枝，因此递归终止条件值只判断等于 0 的情况
        // target==0，找到一组，进行汇总
        if (target == 0) {
            result.add(new ArrayList<>(path));
        }
        for (int i = startPoint; i < candidates.length; i++) {
            // 重点理解这里剪枝，前提是候选数组已经有序。后面的分支再怎么累加，结果始终为负数，可以提前结束
            if (target - candidates[i] < 0) {
                break;
            }
            path.addLast(candidates[i]);
            // // 注意：由于每一个元素可以重复使用，下一轮搜索的起点依然是 i
            search2(candidates, i, target - candidates[i], path, result);
            path.removeLast();
        }
    }


    public static void main(String[] args) {
        for (List<Integer> list : new Hot039CombinationSum_M().combinationSum(new int[]{2, 3, 4, 7}, 7)) {
            for (Integer integer : list) {
                System.out.print(integer + " ");
            }
            System.out.println();
        }
    }
}
